高大平房仓内环流对小麦品质调控作用的研究

付强　刘宇昊　杨文棋　魏巍　陆玉卓　刘霞

[摘要]本文以天津贯庄国家粮食储备库的高大平房仓为试验仓，采取内环流改造措施的高大平房仓和未进行内环流改造措施的高大平房仓对库内小麦温度、吸水率及其α-淀粉酶活性、总淀粉酶活性的相关的品质进行了研究。结果表明采取内环流改造的高大平房仓对小麦贮藏品质有着较好的调控作用。通过研究结果进行对比分析得出结论：内环流系统改造后，各层粮温分别降低1℃、2.5℃、1.5℃，各层吸水率平均增加4.20%、5.62%、5.34%，还可以有效降低贮藏小麦的α-淀粉酶与总淀粉酶活性，从而使小麦的贮藏品质更加稳定。采用内环流改造可以延长小麦储藏的时间，有效控制小麦的各项品质的同时还可保证小麦稳定性。

[关键词]高大平房仓；小麦；内环流改造；淀粉品質

中图分类号：TS205.9 文献标识码：A DOI：10.16465/j.gste.cn431252ts.20180313

我国具有庞大的人口基数，是世界上粮食储藏和消费的大国之一，中国国土的13%是可用耕地，因此需要把工作重心放在粮食安全合理储藏上。在粮食仓储体系中，粮食储藏温度是影响粮食品质的主要原因之一。现今中国主要的粮食储藏仓型是高大平房仓，1998年之后我国在各地分批建成的各类粮仓的数量大约有500个，新建仓库容量约500亿kg，高大平房仓占新仓库的70%，圆仓、钢筋直立仓库等和占所有新仓库30%。因此，如何安全高效地在大型仓库储藏粮食是中国乃至世界粮食安全的关键。

从目前情况来看，大量新型机械通风设备、粮食状况测控系统和循环熏蒸系统已经安装在各地大型储粮粮仓中来缓解高温储粮对粮食造成的各种问题。在仓储过程中随着温度逐渐上升，小麦中所含的α-淀粉酶活性和过氧化氢酶活性会有显著下降，过氧化氢酶活性与小麦活力有密切关系。小麦中的过氧化氢酶降低时，小麦种子的发芽率下降，过高的温度也会造成小麦品质劣变，对小麦的品质产生较大的损伤。

内环流调控储粮技术是当仓内长时间受到夏季阳光照射，粮食表面温度过高使其品质降低时，使用循环风扇将冷空气循环送至保温管内再输送至粮仓内部，降低仓库中的温度、湿度和粮面温度，从而实现低温储粮。

中国是全球小麦的生产和食用比例最大的国家，小麦也是我国粮食仓储的主要粮种，其淀粉约占小麦粒重的75%。所以小麦淀粉的品质是决定小麦质量是否达标的重要因素，而小麦品质的变化是个不可逆的过程，它会随着仓储的时间以及条件因素而改变，不适宜的储藏条件会加速小麦品质的下降，最终导致小麦的陈化。所以高大平房仓内环流改造对小麦储藏过程进行降温是十分关键的。

1材料与方法

1.1库房与配套设备

1.1.1库房情况

试验仓为天津贯庄国家粮食储备库1号库，对照库为3号库。1号库和3号库基本结构相同。墙体为凝土排架填充页岩砖墙体，库顶为彩钢板，屋顶、地面、墙体防水防潮性能良好。

1号库隔热优化改造主要是外墙采用50mm厚挤塑板作为保温材料，在库内加装四台T35-11NO.5.5式轴流风机并设置双向、一机三道的地上笼通风道。

1.1.2库房设备情况

库房气密性良好，具备环流熏蒸系统，可采用LM-KF-3608-V可控式PH3气体发生器和钢瓶施药装置，磷化氢检测装置进行环流熏蒸，也可采用整仓密闭粮面施药熏蒸。采用WDR粮情检测智能化控制平台系统检测粮温、仓温。

1.2材料

本次研究试验所取粮食均为河北白硬麦，2016年12月以散装形式入储。取样方法为每个库中分三层取样，每层设五个取样点，其中包括东北角、东南角、西北角、西南角和中间点，共30个样本点。

1.3仪器与设备

高速万能粉碎机：天津市泰斯特仪器有限公司；电子分析天平（精密度1/1000），PL203：梅特勒-托利多仪器（上海）有限公司；高速台式冷冻离心机，Centrifuge 5804R，Eppendoff AG；电热鼓风干燥箱，DGG-101-2：天津市天宇实验有限公司；紫外可见分光光度计，T6新世纪：北京普析通用仪器有限公司。

1.4指标测定方法

小麦吸水率采用用水浸渍再烘干减重的方法；α-淀粉酶与总淀粉酶活性测定采用3，5-二硝基水杨酸比色法。

2结果与讨论

2.1粮温情况分析

粮食在储藏时的品质会随着时间的增加而降低，我们要对粮温进行适当的控制调节，尽可能降低粮食的温度，但还要注意粮食在冷热交界面发生结露现象，尤其要注意在夏季时粮食内部出现热皮冷芯现象。刘传云等的研究表明了在北方地区整个夏季使用内环流技术可以控制粮食表层平均粮温不超过20%，且最高粮温可以控制在25℃左右。如图1所示，普通平房仓上、中、下层最高温度分别达到25℃、15℃、12.5℃，内环流改造后的平房仓上、中、下层最高温度分别达到24%、12.5℃、11℃，内环流改造后的平房仓内粮温比起普通平房仓内粮温有显著降低，且温度变化速率有所降低，并未出现温度突然增加的现象。

2.2高大平房仓内环流改造对小麦储藏后吸水率的调控效应

面粉的吸水率是指调制单位重量的面粉成面团所需的最大加水量，以%表示，它与面粉蛋白含量、面粉粒度等相关，面粉越细淀粉粒破坏吸水率越高，破损淀粉很大程度上影响着吸水率，其含量越小则吸水率减小，呈正相关。无损淀粉的吸水率大约是破损淀粉的0.285倍，而且较高的吸水率还可以提高面包馒头等的出品率，很大程度上影响了面团的形成。图2中A～C为1号库与3号库储藏一年后上、中、下粮层五个取样点吸水率比较，图中表明了采取内环流改造措施的1号库样品小麦吸水率比未改造的3号库更高，平均各层吸水率增加4.20%、5.62%、5.34%，综合来看无论是1号库还是3号库都是越靠上层吸水率越低，且采取内环流改造措施之后的样品小麦吸水率会小幅度增加，这样有利于面包等的出品率，能够形成更优质的面团。

2.3高大平房仓内环流改造对小麦α-淀粉酶活性的影响

α-淀粉酶也叫“糊精化酶”，它可以随机地从淀粉分子内部水解α-1，4糖苷键，对种子萌发和面团发酵都具有重要影响。余荣珍等的研究表明了在储藏过程中α-淀粉酶活性会先下降，后缓慢回升，最后完全丧失活性。小麦淀粉酶的活性对小麦品质有着较大的影响，在小麦储藏过程中当淀粉酶活性增加就会使小麦稳定性降低。图3中A～C是经内环流改造后的1号库与未改造的3号库在储藏一年后的小麦α-淀粉酶活性的数值，图中表明了采取内环流改造措施的1号库α-淀粉酶活性比未改造的3号库更低，其中各层α-淀粉酶活性平均降低12.41%、13.18%、24.04%，由α-淀粉酶活性低则稳定性越高可知，控温储粮确实能够大幅增加储藏小麦的稳定性，可以延长小麦的保藏时间且能够减慢小麦品质劣变。

2.4高大平房仓内环流改造对小麦总淀粉酶活性的调控作用

总淀粉酶包括α-淀粉酶和β-淀粉酶，余荣珍等的研究表明了在儲藏过程中总淀粉酶活性会先下降后回升，然后再下降，最后趋于平稳不变且淀粉酶活性越高小麦稳定性越差。图4中A～C是经内环流改造后的1号库与未改造的3号库在储藏一年后的小麦总淀粉酶活性的数值，图中表明了采取内环流改造措施的1号库总淀粉酶活性比未改造的3号库更低，其中各层总淀粉酶活性平均降低16.57%、19.33%、16.38%，与图2～图3部分样品点的α-淀粉酶活性降低幅度更大，但大致趋势相同。

3结论

本文的实验仓库为天津贯庄国家粮食储备库的高大平房仓，研究内容为在采取内环流改造措施的高大平房仓和未进行内环流改造措施的高大平房仓中，对库内温度、粮食温度、吸水率及其包括α-淀粉酶活性、总淀粉酶活性等的与淀粉相关的品质进行了研究，来解决普通高大平房仓中储粮的各项品质。

内环流改造后的粮温变化幅度变小，小麦可以在稳定的环境下进行储藏，各层粮温分别降低1℃、2.5℃、1.5℃，且改造后的仓内小麦的吸水率比未改造的仓内小麦吸水率有明显提高，各层吸水率平均增加4.20%、5.62%、5.34%，还可以有效降低储藏小麦的α-淀粉酶与总淀粉酶活性，从而使小麦更加稳定，其中各层α-淀粉酶活性平均降低12.41%、13.18%、24.04；总淀粉酶活性平均降低16.57%、19.33%、16.38%，采用内环流改造可以延长小麦储藏的时间，有效的控制小麦的各项品质的同时还可保证小麦稳定性。